Jak powstaje piorun? Jak powstaje grzmot?
Jak powstaje piorun? Jak powstaje grzmot? Jak powstaje grzmot i błyskawica? Skąd się biorą pioruny? Czym są pioruny?
4 Odpowiedzi
Żeby piorun (wyładowanie atmosferyczne) powstał, muszą nastąpić dwie rzeczy.
- Przeciwne ładunki elektryczne między dwoma miejscami muszą się połączyć – i tak właśnie się dzieje. Ujemny ładunek elektryczny występujący chmurze łączy się dodatnim ładunkiem na ziemi.
- Musi występować silna rezystancja między ładunkami elektrycznymi. Rezystancja to coś, co będzie utrudniać swobodne zetknięcie się przeciwnych ładunków elektrycznych. Powietrze pełni taką rolę, gdyż ono słabo przewodzi prąd.
Gdy siła ładunku w chmurze staje się wystarczająca, zmierza on w kierunku ziemi. Przeciwne ładunki działają na siebie przyciągająco, więc ładunek z ziemi idzie na spotkanie ładunkowi z chmury. W ziemi jest dodatni ładunek, w chmurze ujemny, o czym napisałam już wyżej, ale powtarzam dla utrwalenia.
Podczas tego wydarzenia dochodzi do jonizacji powietrza – powoduje ona, że właściwości izolacyjne atmosfery zmniejszają się w znaczny sposób.
Wyładowanie główne następuje, gdy ładunki wreszcie się spotkają i następuje uwolniona energia. Energia ta odpowiada wybuchowi około 120 kg trotylu. Energia zostaje uwolniona właśnie przez kanał zjonizowanego powietrza. I całe to uwolnienie energii to wyładowanie atmosferyczne.
Mój opis przedstawia wyładowanie z chmur do ziemi. Między chmurami też dochodzi do wyładowań, ale w tym przypadku nie posiadam wiedzy, jak to przebiega.
Ładunek ujemny z nieba łączy się z ładunkiem dodatnim w ziemi lub wodzie i następuje boom.
Tutaj jest film, jak powstaje piorun:
Grzmot to następstwo pioruna, czyli wyładowania atmosferycznego. Uwolnienie energii powoduje hałas.
Piorun i grzmot są zjawiskami związanymi z burzą. Oto jak one powstają:
Jak powstaje piorun?
Piorun jest wynikiem gwałtownego i szybkiego przepływu ładunków elektrycznych między chmurami burzowymi a ziemią, między różnymi chmurami lub wewnątrz jednej chmury. Proces powstawania pioruna obejmuje kilka etapów:
- Separacja ładunków: w chmurze burzowej, w wyniku zderzeń między cząstkami lodu i kroplami wody, dochodzi do separacji ładunków – lekkie, dodatnio naładowane cząstki lodu unoszą się ku górze chmury, podczas gdy cięższe, ujemnie naładowane krople wody i kryształy lodu spadają w dół.
- Napięcie elektryczne: gromadzenie się ładunków prowadzi do powstania znacznego napięcia elektrycznego między chmurą a ziemią lub różnymi częściami chmury, które może osiągnąć setki milionów woltów.
- Przebicie dielektryczne: gdy napięcie stanie się wystarczająco wysokie, dochodzi do przebicia dielektrycznego powietrza, które normalnie jest izolatorem. Tworzy się wtedy kanał plazmy, przez który przepływają ładunki.
- Wyładowanie błyskawiczne: szybki przepływ ładunków elektrycznych w postaci błyskawicy powoduje rozgrzanie powietrza do temperatury około 30 000°C, co jest około 5 razy wyższe od temperatury powierzchni Słońca. Powierzchnia słońca ma około 5 500 stopni C (5772 K). Rozgrzane powietrze rozszerza się z ogromną prędkością, tworząc kanał piorunowy.
Jak powstaje grzmot?
Grzmot jest dźwiękiem, który powstaje w wyniku gwałtownego rozszerzania się powietrza wokół kanału piorunowego. Proces ten wygląda następująco:
- Ekspansja powietrza: gwałtowne rozgrzanie powietrza przez piorun powoduje jego ekspansję z prędkością większą niż prędkość dźwięku, co prowadzi do powstania fali uderzeniowej.
- Fale dźwiękowe: fala uderzeniowa przekształca się w fale dźwiękowe, które rozchodzą się we wszystkich kierunkach od kanału piorunowego.
- Odbicia i załamania: fale dźwiękowe podróżujące przez atmosferę mogą ulegać odbiciom od różnych powierzchni oraz rozchodzić się z różną prędkością w zależności od warunków atmosferycznych, co może tworzyć echa i sprawić, że dźwięk grzmotu jest długotrwały i różnorodny.
- Percepcja dźwięku: grzmot jest słyszalny dla ludzkiego ucha, gdy fale dźwiękowe dotrą do niego, co może nastąpić z opóźnieniem w stosunku do błyskawicy, ponieważ światło rozchodzi się znacznie szybciej niż dźwięk.
Czasami możemy obserwować piorun, ale nie słyszymy grzmotu, jeśli wyładowanie jest zbyt daleko – zwykle dźwięk nie dociera do nas, jeśli piorun wystąpił w odległości większej niż około 16-20 kilometrów.
